JP2004015474A

JP2004015474A - 画像処理装置および画像処理方法

Info

Publication number: JP2004015474A
Application number: JP2002166775A
Authority: JP
Inventors: Akihiko Nakaya; 仲谷　明彦; Kiyoshi Kaneko; 兼子　潔
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 2002-06-07
Filing date: 2002-06-07
Publication date: 2004-01-15

Abstract

【課題】本発明の目的は、原稿とスキャナとの間隔変動に起因するバンドムラの低減と、高価な高密度センサの採用せずに低コストでの高解像度化を同時に実現することができる、画像処理装置を提供することである。
【解決手段】原稿を所定の読み取り幅より小さい送り幅で原稿紙送りを行う原稿紙送り手段と、少なくとも前回の読み取り幅部分と、今回の読み取り幅部分との重なる各部分に含まれる各画像データに画像処理を施す画像処理手段とを備え、この画像処理手段が、注目画素をその注目画素に対し複数個存在する画像処理対象画素との間で複数個の演算画素を算出する手段を有する構成。
【選択図】　　　　図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、画像読み取りの高速化を実現する画像処理装置、画像処理手段に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来の記録装置は、コンピュータからのデータを受け取り受け取ったデータに基づいて記録紙に記録するのが一般的であるが最近は記録だけの機能にとどまらず、紙に記録されている画像データを読みとる機能を備えたものもある。このような画像処理装置はキャリッジに記録ヘッド及びスキャナユニットのいずれか一方を搭載でき、記録用紙搬送系を共用しながら記録機能及び原稿読み取り機能の両者の機能を兼ね備えるようにしてある。即ち，上記画像処理装置ではドットインパクト、熱転写、インクジェット等の記録方式を有する記録ヘッドがキャリッジに着脱可能に搭載されて移動手段により記録用紙に沿って移動を行い、また上記画像処理装置で原稿の読み取りを行う場合にはキャリッジから記録ヘッドを外してスキャナユニットを搭載し、原稿に沿ってスキャナユニットを移動させて読み取りを行う。
【０００３】
このようなスキャナユニットの従来の原稿読み取り方法は、ｓ１バンド読むのにモノクロなら緑色光源でワンパス読みをし、フルカラー読みなら赤、緑、青色光源でそれぞれ順次読み取ってゆく。そして１バンド読み終えたら、原稿紙送りを１バンド幅だけ行い、ユーザの要求範囲までこの動作を繰り返し行っていた。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながらこの従来の方法では、原稿とスキャナとの間隔変動に起因するバンドムラと呼ばれるものが生じ、読み取った原稿の画質を低下させという問題があった。
【０００５】
また、主走査方向の解像度は、センサの画素ピッチ、およびレンズの倍率で決まるものであり、解像度を上げようとすると、本件のようなバンド順次方式の読取装置では、高価な高密度センサの採用や、レンズ倍率の変更を余儀なくされ、いずれもコストと読み取りスピードに不利に働き、いたずらにこれらの設計を変更することは好ましくない。
【０００６】
そこで本発明の目的は、上記問題を解消すべく、画質の高画質化、高解像度化を同時に実現することができる画像処理装置、画像処理方法及び記憶媒体を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
記録用紙に記録を行う記録手段及び原稿紙を所定の読み取り幅で読み取る原稿読み取り手段を着脱自在に搭載できる画像処理装置において、前記所定の読み取り幅より小さい送り幅で原稿紙送りを行う原稿紙送り手段と、少なくとも前回の読み取り幅部分と今回の読み取り幅部分との重なる各部分に含まれる各画像データに画像処理を施す画像処理手段とを備えることを特徴とする。
【０００８】
さらに少なくとも前回の読み取り幅部分と今回の読み取り幅部分との重なる各部分に含まれる各画像データを記憶する記憶手段を備えるとを特徴とする。
【０００９】
前記画像処理手段が施す画像処理は、注目画素に対し画像処理対象画素は複数個存在することを特徴とする。
【００１０】
前記画像処理手段が施す画像処理は、注目画素単画素と前記注目画素に対する複数個の画像処理対象画素の間で演算画素を算出することを特徴とする。
【００１１】
前記画像処理手段が施す画像処理は前記注目画素単画素と前記注目画素に対する複数個の画像処理対象画素の色の平均化処理であることを特徴とする。
前記画像データがフルカラーであることを特徴とする。
【００１２】
前記画像データがモノクロであることを特徴とする。
【００１３】
前記紙送り幅が前記所定の読み取り幅の１／ｘ（ｘは１より大きい実数）と読み取り１画素幅分の１／ｙ（ｙは１より大きい実数）の和、および差のどちらかであることを特徴とする。
【００１４】
前記１／ｘが、１／２以下であることを特徴とする。
【００１５】
前記１／ｙが、１／２以下であることを特徴とする。
【００１６】
【発明の実施の形態】
（実施例）
本発明の実施の形態に係る画像処理装置は、特にインクジェット記録装置である。この、インクジェット記録装置は内には、インクジェット記録装置全体の制御を行う制御手段であるＣＰＵと、このＣＰＵで実行される制御プログラムが記憶された記憶媒体、例えば、ハードディスク、不揮発性ＲＯＭ等が内蔵されている。
【００１７】
図１において、キャリッジ１０２の上には画像読み取り手段であるスキャナユニット１１１が、搭載されている。スキャナユニット１１１はインクにより記録用紙に記録を行う記録ヘッド１０１（図示しない）とキャリッジ１０２の上で交換可能である。
【００１８】
また記録ヘッドとキャリッジを交換不必要なオンキャリッジスキャナでもよい。
【００１９】
キャリッジ１０２は、駆動モータ１０３によって駆動される駆動ベルト１０４によって、記録用紙又は読み取り用の原稿を保持するプラテン１０６の軸方向に沿って移動する。また、キャリッジ１０２は、２本の平行なガイドシャフト１０５Ａ及び１０５Ｂにガイドされている。
【００２０】
そして、キャリッジ１０２に記録ヘッド１０１が搭載されているときには、プラテン１０６上の記録用紙に画像または文字が記録され、キャリッジ１０２にスキャナユニット１１１が搭載されているときには、プラテン１０６の軸方向に移動しつつ走査し読み取りが行なわれる。
【００２１】
図２は図１のスキャナユニット１１１の構造を示す。このスキャナユニット１１１は、ほぼ直方体をなす筐体１１５で覆われ、筐体１１５の内側には、電気回路構成基板１１２が装着され、電気回路基板１１２には、プラテン１０６上の原稿１１０を照射するＬＥＤ１１３、原稿１１０上の文字又は画像の反射光を光電変換する光センサ１１４、ミラー１１６、フィールドレンズ１１７、結像レンズ１１８、ロッドレンズ１１９、回路制御とＡ／Ｄ変換器と画像処理のためのＩＣ１２０等の主要部品や、抵抗器、コンデンサー、コイル、発振子等の電気部品（図示しない）が搭載されている。
【００２２】
画像処理ＩＣ１２０によって処理された画像データは、インクジェット記録装置へ転送され、さらに図示しないホストコンピュータヘ送られる。
【００２３】
以下、３図及び４図を参照しながら、スキャナユニット１１１が原稿を読み取り、該原稿の読み取られたバンドの画像処理を行う方法を説明する。また、５図にはその、インクジェット記録装置内部のデータ処理系ブロック図を示し、さらに６図にはインクジェット記録装置に内蔵された記憶媒体に記憶された制御プログラムにしたがってＣＰＵの制御で実行されるフローチャートを図示する。
【００２４】
図３は図１のスキャナユニット１１１が読み取ったバンドの一例を示し、図４は図１のスキャナユニット１１１が読み取ったバンドのうち重ね読みを行った部分の一例を示す。なお、図３及び図４中の左端は各バンドで同位置であるが、ここではわかりやすいようにバンドが重ならないように右にずらして図示する。
【００２５】
まず、スキャナユニット１１１を使い実際の原稿読み取りを行う時には、キャリッジ１０２にスキャナユニット１１１を搭載し、キャリッジ１０２の移動方向に沿って原稿読み取りを行う。そして現１バンドの読み取りが終了した後、従来方法では読み取り幅どおりに等しい、即ち現１バンド幅の原稿紙送りを行い、以下同様の動作を繰り返し一枚の原稿を読み取る。モノクロ読みの時では緑色を点灯させ原稿を読み取り、フルカラー読みのときは赤色（Ｒ）、緑色（Ｇ）、青色（Ｂ）を順次点灯させ読み取りを行う。
【００２６】
本実施の形態では、特に本特許の最大の特徴である図６の処理フローチャート＜Ｂ＞に示すように高解像度読みの時を説明する。現１バンドの読み取りが終了したあと、現１バンドの上１／２バンド幅分から１画素の１／２幅を引いた差分だけの幅の長さ（以後ｈと表記する）だけ原稿紙送りを行う。つまり、ｈ＝（上１／２バンド幅分）―（１画素の１／２幅）である。このとき場合によっては、和分、ｈ＝（上１／２バンド幅分）＋（１画素の１／２幅）であってもよい。そして次１バンドの読み取りを行う時に、ｈ幅を重ね読みする。現１バンド下のｈ幅に含まれるバンドデータは、次１バンドの読み取りを行い、重ね読みされたバンドデータの後述する平均化処理が終了するまで図５ブロック図内のメモリに格納される。このとき、
このメモリは、本実施の形態のインクジェット記録装置が備えているＲＡＭ、ハードディスク等であり、モノクロ読みの時には重ね読まれた一色分バンドデータを一時的に格納し、カラー読みの時には重ね読まれた３色分のバンドデータを一時的に格納する。
【００２７】
例えば、１バンド幅が１２８画素からなるバンドのフルカラー読みの時は、まず図４に示すようにｋバンド目の赤色（Ｒ）データを１２８画素幅で読み取り、そのうちの下１／２バンド幅分の座標（ｎ、ｍ）（ｎ＝０、１、２…、ｍ＝６４、６５、…１２６，１２７）のバンドデータＲ１を図５ブロック図内のメモリに格納し、続けて同様にｋバンド目の緑色（Ｇ）データを１２８画素幅で読み取り、そのうちの下側１／２バンド幅分の座標（ｎ、ｍ）（ｎ＝０、１、２…、ｍ＝６４、６５、…１２６，１２７）のバンドデータＧ１を図５ブロック図内のメモリにＲのバンドデータと重ならないように格納し、最後にｋバンド目の青色（Ｂ）データを１２８画素幅で読み取りそのうちの下１／２バンド幅分の座標（ｎ、ｍ）（ｎ＝０、１、２…、ｍ＝６４、６５、…１２６、１２７）のバンドデータＢ１を図５ブロック図内のメモリにＲとＧと重ならないように格納する。
【００２８】
つぎに原稿送りを実行する。高解像度時が選択されている本実施例の時は図６の＜Ｂ＞時に、送り幅ｈは、上記の式により、１２８／２―１／２画素幅分の６３．５画素幅分である。
【００２９】
この送り後の（ｋ＋１）バンド目の赤色（Ｒ）データ、緑色（Ｇ）データ、及び青色（Ｂ）データを１２８画素幅で読み取り、（ｋ＋１）バンド目の赤色（Ｒ）データ、緑色（Ｇ）データ、及び青色（Ｂ）データの上１／２バンド幅座標（ｎ、ｍ）（ｎ＝０、１、２…、ｍ＝０、１、…６２、６３）のバンドデータＲ２、Ｇ２、Ｂ２を順次図５ブロック図内のメモリに格納する。バンドデータＲ１、Ｇ１、Ｂ１及びバンドデータＲ２、Ｇ２、Ｂ２平均化処理を施しこの平均化処理が施されたデータをバンドデータＲ０、Ｇ０、Ｂ０とする。
【００３０】
このとき本特許の最大の特徴となる、注目画素に対する平均化対象画素は次の式のように表され画像処理が実行される。
【００３１】
Ｒ０_{（ｍ、ｎ）}＝（Ｒ１_{（６４＋ｍ、ｎ）}＋Ｒ２_{（ｍ、ｎ）}）／２
Ｒ０_{（ｍ＋１、ｎ）}＝（Ｒ１_{（６４＋ｍ、ｎ）}＋Ｒ２_{（ｍ＋１、ｎ）}）／２
（ｎ＝０、１、２…、ｍ＝０、１、…６２、６３）
図５ブロック図内のメモリを効率よく利用するために、平均化処理の終わったｋバンド目の色バンドデータは（ｋ＋１）バンド目の色バンドデータの下１／２バンド幅分のメモリ用にすでに使われる。メモリをリングバッファ状に使うことにより処理をスムースに行うこともできる。
【００３２】
平均化処理が施されたバンドデータＲ０は、
Ｒ０_{（ｍ、ｎ）}＝（Ｒ１_{（６４＋ｍ、ｎ）}＋Ｒ２_{（ｍ、ｎ）}）／２
Ｒ０_{（ｍ＋１、ｎ）}＝（Ｒ１_{（６４＋ｍ、ｎ）}＋Ｒ２_{（ｍ＋１、ｎ）}）／２
（ｎ＝０、１、２…、ｍ＝０、１、…６２、６３）
より導出でき、同様にバンドデータＧ０は、
Ｇ０_{（ｍ、ｎ）}＝（Ｇ１_{（６４＋ｍ、ｎ）}＋Ｇ２_{（ｍ、ｎ）}）／２
Ｇ０_{（ｍ＋１、ｎ）}＝（Ｇ１_{（６４＋ｍ、ｎ）}＋Ｇ２_{（ｍ＋１、ｎ）}）／２
（ｎ＝０、１、２…、ｍ＝０、１、…６２、６３）
より導出でき、バンドデータＢ０は、
Ｂ０_{（ｍ、ｎ）}＝（Ｂ１_{（６４＋ｍ、ｎ）}＋Ｂ２_{（ｍ、ｎ）}）／２
Ｂ０_{（ｍ＋１、ｎ）}＝（Ｂ１_{（６４＋ｍ、ｎ）}＋Ｂ２_{（ｍ＋１、ｎ）}）／２
（ｎ＝０、１、２…、ｍ＝０、１、…６２、６３）
より導出できる。
【００３３】
この一連の動作で平均化処理が施されたデータ、即ちバンドデータＲ_{（ｍ、ｎ）}、Ｇ０_{（ｍ、ｎ）}、Ｂ０_{（ｍ、ｎ）}とＲ_{（ｍ＋１、ｎ）}、Ｇ０_{（ｍ＋１、ｎ）}、Ｂ０_{（ｍ＋１、ｎ）}が原稿読み取りのデータとなり、この平均化処理を原稿読み取り要求範囲にわたり複数回繰り返す事により一枚の画像データとなる。
【００３４】
上述したように、本実施の形態によれば、すべての画像データに関して重ね合わさるバンドの部分が半画素ずつずらす事により、平均化対象となる画素が元画像の半画素分ずれ演算後は倍の解像度の画像データが得られる事になり、なおかつ、重なった部分のバンドデータには平均化処理を施すので、バンドむらを無くし画像の高画質化を実現することができる。
【００３５】
尚、本実施の形態は、１／２バンド幅のバンドデータの平均化処理について詳述したが、例えば、現１バンドの下１／ｘ（ｘは１より大きい実数）バンド幅に含まれるバンドデータを重ね読みし、１／ｘバンド幅のバンドデータの平均化処理を行う場合にも適用できる。
【００３６】
また、本実施の形態では、平均化処理が施されたバンドデータＲ０は、Ｒ０_{（ｍ、ｎ）}＝（Ｒ１_{（ｍ、ｎ）}＋Ｒ２_{（ｍ、ｎ）}）／２とＲ０_{（ｍ＋１、ｎ）}＝（Ｒ１_{（ｍ、ｎ）}＋Ｒ２_{（ｍ＋１、ｎ）}）／２より導出したが、平均化処理は重なり合うバンドデータの平均値を取ればよく、例えば、重なり合うバンドデータがＲ１、Ｒ２、Ｒ３の場合には、バンドデータＲ０は、
Ｒ０_{（ｍ、ｎ）}＝（Ｒ１_{（６４＋ｍ、ｎ）}＋Ｒ２_{（ｍ、ｎ）}＋Ｒ３_{（ｍ、ｎ）}）／３、
Ｒ０_{（ｍ＋１、ｎ）}＝（Ｒ１_{（６４＋ｍ、ｎ）}＋Ｒ２_{（ｍ＋１、ｎ）}＋Ｒ３_{（ｍ＋１、ｎ）}）／３、
Ｒ０_{（ｍ＋２、ｎ）}＝（Ｒ１_{（６４＋ｍ、ｎ）}＋Ｒ２_{（ｍ＋１、ｎ）}＋Ｒ３_{（ｍ＋１、ｎ）}）／３
より導出できる。
【００３７】
さらに上記第一の実施の形態では単純平均化という処理を施したが、バンドむらの特性によっては単純平均化処理のほかに、図７に示すように上側のバンドデータにｆ１（画素座標）という関数を当て、下側のバンドデータにはｆ２（画素座標）というリニア関数を当て、そして双方の和を取りＲ０_{（ｍ、ｎ）}＝Ｒ１_{（６４＋ｍ、ｎ）}×ｆ１（画素座標）＋Ｒ２_{（ｍ、ｎ）}×　ｆ２（画素座標）とＲ０_{（ｍ＋１、ｎ）}＝Ｒ１_{（６４＋ｍ、ｎ）}×ｆ１（画素座標）＋Ｒ２_{（ｍ＋１、ｎ）}×ｆ２（画素座標）とする処理もある。この時ｆ１（画素座標）＋ｆ２（画素座標）＝１が通常成り立つような関数を設定する。
【００３８】
例としてリニア関数と（１−リニア関数）や、ｃｏｓ二乗とｓｉｎ二乗のような関数があげられる。
【００３９】
また、場合によってはムラの癖により重み付けを行いｆ１（画素座標）＋ｆ２（画素座標）≠１のような関数も考えられる。
【００４０】
当然読み取り開始時には、図６の処理フローチャートに示すように、通常モードでの読み取りか、重ね読みをしてファイン読みをとするモードとを選択可能にできる。さらには、上記関数の種類によってファイン読みのグレード分けに伴って更に、解像度アップの処理も行えるように設定してもよい。
【００４１】
また本実施の形態は、インクジェット記録装置について詳述したが、インクジェット以外の記録装置例えばドットインバクト、熱転写等の記録ヘッドを用いる記録装置にも適用できる。
【００４２】
さらに、本実施の形態では、スキャナユニット１１１が主走査方向に移動して固定された現行の読み取りが行われたが、原稿を主走査方向に移動してスキャナユニット１１１を固定してもよい。
【００４３】
また、バンドデータを重ね読みするように原稿を副走査方向に移動したが、原稿を固定しバンドデータを重ね読みするようにスキャナユニット１１１を副走査方向に移動してもよい。
【００４４】
【発明の効果】
以上詳細に説明したように、請求項１の画像処理装置によれば、所定の読み取り幅より小さい送り幅で原稿紙送りが行われ、少なくとも前回の読み取り幅部分と今回の読み取り幅部分との重なる各部分に含まれる各画像データに画像処理を施されるので、画像の高画質化を実現することができる。
【００４５】
さらに、重ね幅を半画素ずらして行うことより、その処理過程において、読み取り基本画素間の演算処理も可能となり、画像の高解像度化も実現することができる。
【００４６】
請求項３の画像処理装置によれば、画像処理は各画像データの色の平均化処理であるので、確実にバンドむらを無くし画像の高画質化を実現することができる。
同時に、重ね幅を半画素ずらして行うことが施されることから、その処理過程において、読み取り基本画素間の演算処理も可能となり、画像の高解像度化も実現することができる。
【００４７】
請求項３の画像処理装置によれば、実質上、画像のノイズレベルを、２回の重ね読みのとき単純平均化処理によりおよそ３ｄＢよくすることが可能である。すなわち、重ね読みする回数をｎ回とすると、実質、（ｄＢ）＝１０×Ｌｏｇ（ｎ）だけ画像のノイズレベル低減させ、要求する高画質画像まで、必要回だけ重ね読みを行えばＳ／Ｎの良い画像を得ることが可能である。
【００４８】
そして、もし単純平均化処理ではなく、ムラの特性におおじた、他の関数を用いた場合などにも、当然、相応のノイズレベルの低減が望め、しかも多種の関数を用意しておくことで初期のユーザ設定の時に読み取りのファインモードレベルを設定できることになる。
【００４９】
請求項８の画像処理装置によれば、送り幅が所定の１画素幅の１／ｙ（ｙは１より大きい実数）の刻みで調整するので、前回の読み取り幅部分と今回の読み取り幅部分との重なる画素が複数にまたがり、おのおのの間で演算をすることにより、結果的に基本解像度間のより細かい演算画素が求まり画質の高解像度化を実現することができる
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態に係る記録装置の外観図である。
【図２】図１のスキャナユニット１１１の構造図である。
【図３】図１のスキャナユニット１１１が読み取ったバンドの一例を示す図である。
【図４】図１のスキャナユニット１１１が読み取ったバンドのうち、重ね読みを行った部分の一例を示す図である。
【図５】データ処理系ブロック図である。
【図６】データ処理系で行われるフローチャートである。
【図７】一例としてリニア関数をつかったデータ処理の際のバンドムラレベルの概念図である。
【符号の説明】
１０１、記録ヘッド
１０２、キャリッジ
１０３、駆動モータ
１０４、駆動ベルト
１０５Ａ，１０５Ｂ　ガイドシャフト
１０６、プラテン（原稿紙送り手段、移動手段）
１１０、原稿
１１１、スキャナユニット（原稿読み取り手段、読み取り手段）
１１２電気回路構成基板
１１３、ＬＥＤ光源
１１４、光センサ

Claims

記録用紙に記録を行う記録手段及び原稿紙を所定の読み取り幅で読み取る原稿読み取り手段を着脱自在に搭載できる画像処理装置において、前記所定の読み取り幅より小さい送り幅で原稿紙送りを行う原稿紙送り手段と、少なくとも前回の読み取り幅部分と今回の読み取り幅部分との重なる各部分に含まれる各画像データに画像処理を施す画像処理手段とを備えることを特徴とする画像処理装置。
さらに少なくとも前回の読み取り幅部分と今回の読み取り幅部分との重なる各部分に含まれる各画像データを記憶する記憶手段を備えることを特徴とする請求項１記載画像処理装置。
前記画像処理手段が施す画像処理は、注目画素に対し画像処理対象画素は複数個存在することを特徴とする請求請１または２記載の画像処理装置。
前記画像処理手段が施す画像処理は、注目画素単画素と前記注目画素に対する複数個の画像処理対象画素の間で演算画素を算出することを特徴とする請求請１または２記載の画像処理装置。
前記画像処理手段が施す画像処理は前記注目画素単画素と前記注目画素に対する複数個の画像処理対象画素の色の平均化処理であることを特徴とする、請求請１または２記載の画像処理装置。
前記画像データがフルカラーであることを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項記載の画像処理装置。
前記画像データがモノクロであることを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項記載の画像処理装置。
前記紙送り幅が前記所定の読み取り幅の１／ｘ（ｘは１より大きい実数）と読み取り１画素幅分の１／ｙ（ｙは１より大きい実数）の和、および差のどちらかであることを特徴とする請求項１乃至７のいずれか１項記載の画像処理装置。
前記１／ｘが、１／２以下であることを特徴とする請求項８記載の画像処理装置。
前記１／ｙが、１／２以下であることを特徴とする請求項８記載の画像処理装置。